Устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты

Устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистиче1ких

Республик (ii) 918934 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву Н" 773569 (22)Заявлено 16.05,80 (21) 2925847/18-21 с присоелинением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 07.04.82 Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07.04.82 (51) М. Кл.

G 05 В 1/О1

9Ьвударстванвв кеиятет

СССР ав двлэи кзебретехкй в Открытия (53) УЛ К 621 ° 374.

° 3 (088. 8) (72) Авторы

Г

Ю.Д.Иванов, А.В.Логинов и Ан.В.Логинов (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУД

ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, в, прецизионных генераторах многофазных напряжений, мостах и компенсаторах переменного тока.

Ilo основному авт.св. к". 773569 известно устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты, содержащее два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с входными шинами, а выходы подключены к входам блока управления, амплитудный компаратор, один вход -которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен к выходу согласующего элемента и элемента И, два ключа, входы которых соединены с входными шинами, выходы подключены к входу согласующего элемента, генератор импульсов, реверсив ный счетчик и триггер, один вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй вход соединен с входом сброса реверсивного счетчика и одним выходом блока управления, два других выхода которого соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика и входами управления ключей, а выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом амплитудного компаратора (1). зо

Недостатком устройства является недостаточный диапазон амплитуд сравниваемых напряжений.

Цель изобретения — расширение

15 диапазона амплитуд сравниваемых напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одина20 ковой частоты содержащее два усилиj теля-органичителя, входы которых соединены с входными шинами, а выходы подключены к входам блока управления, амплитудный компаратор, один

3 9 вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен к выходу согласующего элемента и элемента И, два ключа, входы которых соединены с входными шинами, выходы подключены к входу согласующего элемента, генера, тор импульсов, реверсивный счетчик и триггер, один вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй вход соединен с входом сброса реверсивного счетчика и одним выходом бло;;а управления, два других выхода которого соединены соответственно с входами суммирования и вычи тания реверсивного счетчика и входами управления ключей, а выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом амплитудного компаратора, введен формирователь напряжения, вход которого соединен с одним из входов устройства сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты, выход подключен к входу источника опорного напряжения, а синхронизирующий вход соединен с входом сброса реверсивного счетчика.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - структурная электрическая схема варианта технической реализации формирователя напряжений.

Устройство содержит усилители-ограничители 1 и 2, входные шины 3 и

4, блок 5 управления, амплитудный компаратор 6, источник 7 опорного напряжения, согласующий элемент 8, элемент И 9, ключи 10 и 11, генератор 12 импульсов, реверсивный счетчик 13, триггер 14, выходную шину

15, формирователь 16 напряжения, содержащий пиковый детектор 17, фильтрующий конденсатор 18, управляемый ключ 19, согласующий элемент

20, мультивибратор 21,. управляемый ключ 22, запоминающий конденсатор

29, шину 24 входа, шину 25 выхода, шину 26 синхронизирующего входа, Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые сигналы U< и U< подают соответственно на входы ключей

10 и 11 и усилителей-ограничителей

1 и 2. На управляющие выходы ключей

10 и 11 поступают потенциалы с выхода блока 5 управления. Рассмотрим

l8934 . 4 работу устройства при некотором соотношении амплитуд и фаз сигналов

U) и U?

В исходном состоянии блок 5 управпения находится в таком положении, при котором ключ l0 открыт, а ключ

11 закрыт и реверсивный счетчик 13 включен в режим суммирования входных импульсов. В начальный момент

10 времени .напряжение Ul через открытый ключ 10 и согласующий элемент

8 поступает на один из входов компаратора 6, на второй вход которого подано постоянное напряжение Uä от

- 15 источника 7 опорного напряжения, управляемого в формирователь 16 .

При превышении сигналов 0 уровня U< на выходе компаратора 6 возникает единичный потенциал и через от20 крытый элемент И 9 импульсы высокой частоты с выхода генератора 12 проходят на -.четный вход реверсивного счетчика 13, включенного блоком 5, в режим суммирования входных импульр5 сов, По окойчании интервала времени превышения сигналом 0 уровня U 0 на выходе компаратора 6 устанавливается нулевой потенциал, элемент

И 9 запирается и в реверсивном счетчике 13 фиксируется число, пропорциональное времени превышения сигналом 0 уровня Uo.

В момент времени, когда мгновенные значения обоих входных сигналов

U< и 0 танут отрицательные или

35 равные нулю, по отрицательному перепаду напряжения (из единичного состояния в нулевое), формируемому на выходе одного из усилителей ограничителей 1 или 2, блок 5 óïðàaëåíèÿ

40 переключается в противоположное состояние, При этом ключ 10 запирается, ключ 11 открывается и реверсивный счетчик. 13 включается в режим

45 вычитания, Теперь на вход компаратора 5 через ключ 11 и согласующий элемент 8 поступает напряжение U .

Аналогично, в течение промежутка времени превышения сигналов U 2 уровня

U через элемент И 9 на вход ревер. сивного счетчика 13 проходят импульсы от генератора 12 импульсов, По окончании этого промежутка времени в реверсивном счетчике 13 фиксируется число, пропорциональное .разности

5 интервалов времени превышения уровня 00 сигналами U è 02 .

В очередной момент перехода одного из входных сигналов через нуль, 35

Формула изобретения

Устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты по авт.св. У 773569, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона амплитуд сравниваемых напряжений, в него введен формирователь напряжения, вход которого соединен с одним из входов устройства сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты, выход подключен к входу источника опорного напряжения, а синхронизирующий вход соединен с входом сброса реверсивного счетчика.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

N 773569, кл. G 05 В 1/01, 15.10.79.

5 9189 когда мгновенные значения напряжений

U< и 01 станут отрицательными (или равные нулю), блок 5 управления воз вращается в исходное состояние и на его выходе формируется импульс, который поступает на вход сброса реверсивного счетчика 13, на вход синхронизации блока 16 формирования и на второй вход триггера

14. При этом в триггер 14 записыва- 10 ется информация о состоянии старшего разряда реверсивного счетчика 13, который устанавливается в нулевое состояние, а в блоке 16 формирования ,вырабатывается новое значение сигна- 15 ла, управляющего величиной уровня

U0

Емкость реверсивного счетчика 13 выбирается такой, чтобы его старший разряд не заполнялся при числе вход- 20 ных импульсов, соответствующим дли. тельности в половину периода изменения входных сигналов, Тогда, если амплитуда напряжения U больше или равна амплитуде напряжения U, после измерения разности, длительностей превышения напряжениями Uq и 0 g уров-ня U в старшем разряде реверсивного счетчика 13 записывается нуль, в противном случае - единица. Это 30 обусловлено.тем, что в последнем случае s режиме вычитания реверсив-. ный счетчик 13 переходит через ну,левое состояние, что сопровождается появлением единичного сигнала во всех его разрядах.

Рассмотрим работу блока 1б формирования на примере варианта его технической реализации (фиг.2).

Входной сигнал U подают на шину 24 входа пикового детектора

Конденсатор 18 фильтра заряжается до амплитуды 0 „„ положительной полуволной сигнала U . После окончания очередного такта сравнения на:шину

26 с выхода блока управления поступает синхроимпульс, открывающий ключ 22. Конденсатор 23 памяти через согласующий элемент 20 и открытый ключ 22 перезаряжается до потенциала

50 конденсатора 18. По заднему Фронту синхроимпульса запирается ключ 22 и запускается мультивибратор 21, выходным сигналом которого открывается ключ 19. Через -открытый ключ 19 кон-. денсатор 18 полностью разряжается.

Синхроимпульс с выхода блока 5 управлений поступает в тот момент, когда мгновенные значения, напряженйй 0 и

34 6

U станут отрицательные (или равные нулю), т.е. в этот момент пиковый детектор 17 заперт и открытый ключ

19 не шунтирует входной сигнал Uy .

При появлении очередной положительной полуволны сигнала U конденсатор 18 вновь заряжается. до значения U и хранит это напряжение до конца текущего такта сравнения амплитуд входных сигналов. В течение всего текущего такта сравнения на конденсаторе 23 хранится напряжение, равное амплитуде 01, запомненной в предыдущем такте.

Напряжение с шины 25 блока форми- рования поступает на вход источника

7 опорного напряжения, который может представлять собой масштабирующий усилитель с высоким входным сопротивлением. Коэффициентом передачи этого усилителя устанавливается соотношение между амплитудой входного напряжения Ug и величиной 0р.

Таким образом, на каждом такте сравнения устанавливается новое зна1 чение порогового напряжения Ор, пропорциональное амплитуде одного из входных сигналов. При изменении амплитуды этого сигнала автоматически изменяется значение Up, а отношение, например, 0р /U/ поддерживается постоянным, что позволяет устранить зависимость точности сравнения от амплитуды входных сигналов и существенно расширить диапазон амплитуд сравниваемых напряжений, 918934

Составитель А.Горбачев

Редактор Н.Джуган Техред 3.Фанта Корректор А,Дзятко

Заказ 2141/32 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4